Os primeiros estágios da formação planetária podem ter sido muito mais seletivos do que os cientistas entendiam. À medida que o jovem Sistema Solar começou a reunir objetos sólidos, como planetas, luas e protoplanetas, dois tipos principais de material estavam disponíveis. Um deles eram os côndrulos, pedaços de rocha de tamanho milimétrico formados em altas temperaturas. A segunda foi a matriz, uma poeira fria e fina, rica em água, gelo e matéria orgânica.
Uma nova pesquisa liderada pela Universidade de Yale mostra que o Sistema Solar favoreceu fortemente a formação de material quente quase imediatamente.
Os investigadores encontraram a primeira evidência geoquímica indicando que os côndrulos já estavam a ser incorporados preferencialmente em corpos sólidos durante o primeiro milhão de anos do Sistema Solar. Até agora, os cientistas só conseguiram documentar este tipo de classificação em objetos que se formaram 2 a 4 milhões de anos após o início do Sistema Solar.
O estudo foi publicado em 18 de setembro astronomia da natureza.
O sistema solar foi seletivo desde o início
“O nosso trabalho mostra que este processo de montagem foi notavelmente seletivo desde o início”, disse Damanveer Grewal, professor assistente de ciências da Terra e planetárias na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e primeiro autor do estudo. “Os primeiros objetos no Sistema Solar exterior eram compostos por 83% a 92% de côndrulos, com muito pouca poeira gelada e rica em voláteis que domina os objetos de formação posterior.”
Os côndrulos são pequenas esferas rochosas encontradas no interior dos condritos, que estão entre os meteoritos mais antigos preservados em coleções geológicas. Estas pequenas estruturas proporcionam aos cientistas uma ligação física direta com as fases iniciais do Sistema Solar.
“Você pode segurá-los nas mãos e saber que eles começaram como parte de um processo que começou há bilhões de anos”, disse Grewal. “É um prazo difícil de entender.”
Os cientistas sabem há muito tempo que os condritos carbonáceos (meteoritos rochosos primitivos que contêm compostos orgânicos e água entre minerais de silicato) do Sistema Solar exterior apresentam um padrão relacionado à idade. Os exemplares mais antigos têm uma proporção maior de côndrulos e menos matriz, enquanto os exemplares mais jovens contêm mais material frio e rico em voláteis.
Esse padrão sugeria que as regiões onde se formavam os primeiros objetos sólidos, conhecidos como planetesimais, já favoreciam os côndrulos formados pelo calor, deixando para trás poeira gelada.
Evidências descobertas desde o primeiro milhão de anos
É difícil confirmar o que aconteceu durante o primeiro milhão de anos do Sistema Solar porque nenhum objeto sólido preservado desse período sobreviveu. Portanto, os cientistas não tinham uma forma direta de determinar o equilíbrio original entre os côndrulos e a matriz nesses primeiros objetos.
Grewal e os seus colegas abordaram o problema examinando pistas químicas preservadas em meteoritos de ferro do Sistema Solar exterior.
Os corpos originais representados por esses meteoritos continham tanto alumínio-26 radioativo que eventualmente derreteram completamente. Esse processo apagou as estruturas físicas que poderiam explicar o que esses corpos continham originalmente.
No entanto, a sua química ainda preservou informações úteis.
Os pesquisadores identificaram dois marcadores químicos independentes associados à matriz. Um deles era o enxofre, que é altamente concentrado na matriz. O segundo foi o estado de oxidação do ferro, que pode indicar quanta água gelada e poeira oxidada foram incorporadas ao corpo original.
Meteoritos revelam começos ricos em côndrulos
Usando estes dois traçadores, a equipe reconstruiu as composições dos antigos corpos parentais. Eles calcularam que a matriz representa apenas 8% a 17% de seu material original, uma proporção menor do que a medida em qualquer condrito conhecido.
Isto significa que o material restante foi esmagadoramente dominado por côndrulos.
“Ambos os rastreadores contam independentemente a mesma história: esses primeiros planetesimais eram notavelmente pobres em matriz”, disse Grewal. “Essa convergência é o que torna os resultados mais fortes.”
As descobertas também podem resolver outro enigma relacionado ao registro do meteorito. Côndrulos muito antigos são surpreendentemente incomuns hoje em dia, embora pareçam ter sido abundantes durante o início da história do Sistema Solar.
De acordo com Grewal, muitos desses côndrulos antigos provavelmente foram incluídos na primeira geração de planárias. Mais tarde, esses corpos derreteram, destruindo as evidências físicas e tornando os côndrulos mais antigos dos meteoritos sobreviventes muito mais difíceis de encontrar.
Reconstrução do nascimento de corpos planetários
Os resultados mostram que o processo de separação e separação dos componentes planetários começou quase ao mesmo tempo que os corpos sólidos começaram a se formar. Em vez de misturar uniformemente os côndrulos e a poeira gelada, o jovem Sistema Solar favoreceu fortemente os côndrulos em alguns dos seus primeiros planetas.
“Essas pequenas esferas de rocha onipresentes são os blocos básicos de construção a partir dos quais os planetas foram finalmente montados”, disse Grewal. “E agora sabemos que eles estavam sendo classificados e incorporados na primeira geração de corpos sólidos desde o início.”
Os co-autores do estudo são Zhongtian Zhang, da Universidade de Princeton, e Joanna Drakowska, do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha.
O financiamento para a pesquisa veio da Universidade de Yale.
